Análisis de la variación del perfil transcriptómico durante la formación de raíces adventicias en estacas caulinares de Eucalyptus nitens

Abstract

Las propiedades que presenta la madera y los atributos agronómicos vinculados con su rápido crecimiento y tolerancia a heladas forjan a Eucalyptus nitens como una importante alternativa forestal. Sin embargo, el marcado declinamiento en la capacidad de enraizamiento (recalcitrancia) por efectos de la edad, limita la expansión comercial de genotipos adultos con caracteres superiores. A fin de esclarecer los mecanismos moleculares involucrados en el proceso, nos propusimos analizar la variación de la expresión génica en el transcurso de la fase de inducción del enraizamiento adventicio de microestacas de E. nitens y analizar su relación con la pérdida de competencia en función de la edad cronológica del material que se desea propagar. Mediante el uso de técnicas histológicas se delimitaron las fases ontogénicas que comprenden el proceso morfológico, y a través de la cuantificación de los genes SCARECROW y SHORT-ROOT, se estableció el momento oportuno de extracción de muestras con fines de secuenciación masiva (RNAseq). Finalmente, se seleccionaron un grupo de genes asociados a la formación del meristema radical, biosíntesis, percepción, señalización y conjugación de auxinas, y señalización de citocininas; cuantificándose su expresión en individuos de distintas edades. El análisis del perfil transcriptómico en el ámbito de las hojas y base caulinar (zona de formación de las raíces adventicias) aportó información que nos permitió: 1) dilucidar el metabolismo de auxinas, 2) comprender la interacción hormonal y el proceso de señalización involucrado, y 3) recabar información asociada a su recalcitrancia.

The properties of wood and the agronomic attributes associated with its fast-growing and tolerance to frost turn around Eucalyptus nitens as a valuable forest alternative. However, the rapid maturation-related decline of adventitious root (AR) formation limits the success of vegetative propagation of selected adult trees. In order to elucidate the molecular mechanisms involved in AR formation, we set out to analyze the variation in gene expression during the early stage of the AR induction phase of E. nitens microcuttings and its connection with the loss of maturation-related decline of AR formation. Through histological techniques, the ontogenic phases that comprise the developmental process were delimited, and within the quantification of the SCARECROW and SHORT-ROOT genes, the appropriate developmental stage of sample collection for the massive sequencing (RNAseq) was established. Finally, the expression of genes associated with the root meristem formation; auxin biosynthesis, perception, signaling, conjugation, and cytokinin signaling were quantified using qPCR in shoots harvested from 2 to 36-month-old plants. The analysis of the transcriptomic variation in the leaves and stem base provided profuse information that allowed us: 1) to elucidate the metabolism of auxins, 2) to understand the hormonal interaction and the signaling process involved, and 3) to collect data associated with recalcitrance (3).